隧道防蚀混凝土配合比设计探讨

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1、隧道防蚀混凝土配合比设计探讨徐波2中铁十一局武广客运专线SDIV标摘要：本文结合牛岭隧道工程对防腐蚀混凝土进行配合比设计和试验研究，详细阐述了防蚀混凝土配合比设计过程。关键词：隧道混凝土耐久性防蚀电通量配合比设计Abstract：CombinedwithconcreteNiulingtunnelprojects,thispaperpresentsthemixdesignandexperimentalstudyonanti-corrosionconcrete,andthemixdesignproced

2、uresofitarealsostated.Keywords：tunnel,concretedurability,anti-corrosion,dielectricflux.1前言随着我国交通建设的快速发展，隧道的建设也大量涌现。近年来隧道建设彰显突出的问题就是在复杂地质条件下隧道建设的安全和使用寿命问题。而混凝土的耐久性是影响隧道正常使用寿命的一个重要方面，混凝土的耐久性差主要表现为在侵蚀介质环境中混凝土受腐蚀而劣化，如地下水中SO42-、Cl-、Mg2+、H+等对混凝土的侵蚀。南方地区主要的腐蚀

3、性离子是SO42-，因此，南方地区隧道耐久性混凝土就是解决与具有硫酸盐等腐蚀性地下水接触的混凝土的防腐蚀问题。在武广铁路SDIV标的牛岭隧道所在地区属低山深丘地貌，地形起伏较大，最大埋深约510米，隧道经过地段岩性主要为花岗岩、石英砂岩夹页岩局部夹硫铁矿，地下水和地表水对砼具中等溶出性侵蚀及中等硫酸型酸性侵蚀。设计文件提出，混凝土要求能抗腐蚀，其防蚀系数要求超过0.8，抗渗等级大于P12。混凝土防腐蚀措施目前有两种方法，一是从结构上防腐，如设置防水层、止水带和钢筋防腐外涂等措施。二是从混凝土本身出发

4、，设计出能直接抵挡腐蚀的防腐蚀混凝土。因此具有内防腐功能的混凝土的设计就显得特别重要，下面结合武广客运专线SDIV标隧道工程对防蚀混凝土配合比设计进行探讨。2、硫酸盐对混凝土破坏机理对于穿越特殊地质条件下的隧道用混凝土的防腐主要是防止地下水中含有7SO42-或Cl-的盐或酸对混凝土的侵蚀，对于Cl-会腐蚀混凝土中起支撑作用的钢筋，而硫酸盐通常会与混凝土中的水泥发生化学反应，使混凝土膨胀开裂甚至粉化而不能保持原有的性能，化学反应方程式为：反应生成的钙矾石沉淀结晶出来，钙矾石晶体长大的结晶压导致混凝土膨

5、胀开裂而使其结构破坏。当SO42-浓度大于1000PPm时，还会有Ca2SO4·2H2O结晶析出，Ca2SO4·2H2O使混凝土体积进一步增大，使混凝土开裂破坏。如果溶液中还有Mg2-的话，还会出现水化硅酸镁和石膏，水化硅酸镁没有胶凝作用，导致混凝土强度降低使其出现双重破坏。3防蚀混凝土设计要求及设计思路3.1设计要求隧道防蚀混凝土其实是高性能混凝土中的一种，它除了满足普通混凝土标准的要求，还必须满足TB10210-2001、JGJ55-2000、铁建设[2005]160号、TZ214-2005、T

6、Z210-2005等标准对隧道喷射、衬砌混凝土的规定。如防腐蚀和耐久性要求。铁建设[2005]160号规定在化学侵蚀环境及氯离子侵蚀下的混凝土结构，混凝土的耐久性应满足表1、表2的规定。表1化学侵蚀环境下混凝土的电通量（库仑）设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)环境作用等级H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4电通量（56d），C＜1200＜1000＜1500＜1000表2Cl-环境下混凝土的电通量（库仑）设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)环境作用等级L1

7、L2、L3L1L2、L3电通量（56d），C＜1000＜800＜1500＜10003.2设计思路防蚀混凝土配合比设计主要特点是在满足强度、和易性的要求下，对其防蚀性能、耐久性能进行设计。而对于硫酸盐盐侵蚀来说，其主要是通过提高混凝土的自身密实性和降低混凝土中的易腐蚀的成分（氢氧化钙、铝酸三钙）7等来达到防蚀效果和提高其耐久性的。4防腐蚀混凝土配合比设计流程（1）主要参数指标：强度：对于用于隧道混凝土首先要考虑其抗压强度要满足设计要求。该工程要求的混凝土的抗压强度为C25，C30和C35。工作性：隧道

8、用混凝土一般采用泵送混凝土，而泵送混凝土的坍落度要求140～220㎜，并且坍落度经时损失不能太大,即要求能有1～2小时保塑功能。抗腐蚀性：设计规定防腐蚀系数K＞0.8。耐久性：56d电通量＜1000库仑。含气量；在有冻融环境条件要求含气量在4.0%左右，在冬温气候条件，含气量规定在3.0%左右。抗开裂性：规范规定裂缝宽度＜0.02mm。在满足主要参数指标的前提下，配合比尽可能经济。（2）主要试验项目：原材料检测、含气量及坍落度试验、1、28、56天抗压强度试验、28天